(57)【要約】  マイクロ波加熱装置においては、加熱室（８）内には被加熱物（１０）を載置する水平な載置面を有する載置台（９，１４）と、マイクロ波電力を加熱室に給電し、加熱室壁面に配置された複数の給電部（５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ，１６）が設けられており、移動機構部（１３）により２つの給電部の間を結ぶ直線の位置を被加熱物に対して相対的に移動させて、加熱室から２つの給電部に戻る反射電力が最小となるマイクロ波電力の位相差を検出することにより、載置台上の被加熱物の配置状態を検知するよう構成されている。
2011114711.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加熱物を収容する加熱室と、
前記加熱室内に設けられ、前記被加熱物を載置する載置面を有する載置台と、
マイクロ波電力を発生させる発振部と、
前記発振部の出力を複数に分配する電力分配部と、
前記電力分配部の各出力を前記加熱室に給電し、前記加熱室壁面に配置された複数の給電部と、
前記電力分配部と前記給電部との間の伝送路に設けられ、前記電力分配部の少なくとも一方の出力位相を可変する位相可変部と、
前記加熱室から前記給電部に戻る反射電力を検出する複数の電力検出部と、
前記載置台上の前記被加熱物に対して、前記複数の給電部における２つの給電部の間を結ぶ直線の位置を相対的に移動させる移動機構部と、
前記発振部の発振周波数、前記位相可変部の出力位相、および前記移動機構部の移動位置を制御する制御部と、を備えるマイクロ波加熱装置であって、
前記制御部は、前記移動機構部により前記２つの給電部の間を結ぶ直線の位置を前記被加熱物に対して相対的に移動させて、前記位相可変部により制御されたマイクロ波電力を前記２つの給電部から前記加熱室に供給し、前記加熱室から前記２つの給電部に戻る反射電力が最小となるマイクロ波電力の位相差を検出することにより、前記載置台上の前記被加熱物の配置状態を検知するよう構成されたマイクロ波加熱装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記２つの給電部から前記加熱室に対して位相差を有するマイクロ波電力を供給して、前記加熱室から前記２つの給電部に戻る反射電力が最小となる位相差を検出することにより、前記２つの給電部の間を結ぶ直線を含む鉛直面における前記載置台上の前記被加熱物の配置状態を検知するよう構成された請求項１に記載のマイクロ波加熱装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記載置台上の前記被加熱物に関して検知された配置状態に基づき、少なくとも前記給電部、前記位相可変部および前記移動機構部を制御するよう構成された請求項２に記載のマイクロ波加熱装置。
【請求項４】
前記載置台が回転可能に構成され、前記移動機構部が前記載置台を回転させたとき、前記２つの給電部の間を結ぶ直線を含む鉛直面を前記載置台上の前記被加熱物が通過するよう構成された請求項３に記載のマイクロ波加熱装置。
【請求項５】
前記２つの給電部において、一方が前記載置台の外周側に配置され、他方が前記載置台の中央側に配置された請求項４に記載のマイクロ波加熱装置。
【請求項６】
前記複数の給電部において、少なくとも１つの給電部が前記移動機構に連結されて放射方向が回転可能に構成された回転給電部であり、他の給電部が前記回転給電部の放射方向に対向して配置された固定給電部であり、
マイクロ波電力が供給される２つの給電部における一方の給電部は、前記回転給電部となる請求項３に記載のマイクロ波加熱装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記移動機構が前記載置台の回転を停止して、前記２つの給電部の間を結ぶ直線を含む鉛直面における前記載置台上の前記被加熱物の位置、数量および大きさを検知するよう構成された請求項５に記載のマイクロ波加熱装置。
【請求項８】
前記制御部は、前記移動機構が前記載置台の回転を継続して、前記２つの給電部の間を結ぶ直線を含む鉛直面における前記載置台上の前記被加熱物の位置、数量および大きさを検知するよう構成された請求項５に記載のマイクロ波加熱装置。
【請求項９】
前記制御部は、加熱動作の初期段階において、前記載置台上の前記被加熱物の配置状態を検知して、少なくとも前記給電部、前記位相可変部および前記移動機構部を制御した後、本加熱動作を行うよう構成された請求項３に記載のマイクロ波加熱装置。
【請求項１０】
前記制御部は、前記回転給電部と、前記回転給電部の放射方向に対向して配置された前記固定給電部に位相差が制御されたマイクロ波電力をそれぞれ供給して、前記マイクロ波電力が供給された前記回転給電部と前記固定給電部との間を結ぶ直線を含む鉛直面における前記載置台上の前記被加熱物の配置状態を検知するよう構成された請求項６に記載のマイクロ波加熱装置。
【請求項１１】
前記固定給電部は前記回転給電部を中心とした放射状の位置に等間隔で配置されており、
前記制御部は、前記回転給電部の放射方向を回転させて、前記載置台上の前記被加熱物の配置状態を検知するよう構成された請求項６に記載のマイクロ波加熱装置。
【請求項１２】
前記制御部は、前記回転給電部の放射方向を前記固定給電部に対向する位置で順次停止して、前記載置台上の前記被加熱物の配置状態を検知するよう構成された請求項１１に記載のマイクロ波加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体素子を用いて構成されたマイクロ波発生部を備えたマイクロ波加熱装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のこの種のマイクロ波加熱装置としては、半導体素子を用いて構成された発振部と、発振部の出力を増幅する複数の増幅部と、増幅部から出力されたマイクロ波電力が給電部分を介して供給される加熱室と、加熱室へマイクロ波電力を供給する給電部分のインピーダンスを検知するインピーダンス検知部とを有するものがある（例えば、特許文献１参照）。この従来のマイクロ波加熱装置においては、インピーダンス検知部の検知結果により発振周波数を制御することにより、加熱室内の被加熱物において加熱むらのない安定した調理が行われている。【０００３】
また、従来のマイクロ波加熱装置としては、発振周波数を可変できるマイクロ波加熱電源と、マイクロ波電力を加熱室へ供給する給電部であるアンテナと、このアンテナからの反射電力を検波する検波器とを有するものがある（例えば、特許文献２参照）。この従来のマイクロ波加熱装置は、反射電力が最小となるマイクロ波加熱電源の発振周波数を追尾し、その発振周波数の近傍でマイクロ波加熱電源を駆動することにより、常に高い電力効率で駆動できるよう構成されている。【０００４】
さらに、従来のマイクロ波加熱装置としては、半導体素子を用いて構成された発振部と、発振部の出力を複数に分割する分配部と、分配された各出力をそれぞれ増幅する複数の増幅部と、増幅部の出力を合成する合成部とを有するものがある（例えば、特許文献３参照）。この従来のマイクロ波加熱装置においては、分配部と増幅部との間に位相器が設けられている。この従来のマイクロ波加熱装置では、位相器を制御することにより、複数のアンテナからの放射電力比率や位相差を任意に、かつ瞬時に変化させて、加熱室内の被加熱物に対して一様な加熱を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭５９−１６５３９９号公報
【特許文献２】特公昭６２−０４８３５４号公報
【特許文献３】特開昭５６−１３２７９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来のマイクロ波加熱装置においては、加熱室に対して複数のアンテナを用いて給電する複数給電方式が提案されている。しかし、複数給電方式のマイクロ波加熱装置においては、加熱室内に収納された形状、種類、量の異なるさまざまな被加熱物を所望の状態に加熱処理することが難しいという課題を有していた。【０００７】
１つのアンテナから加熱室にマイクロ波電力を供給する１給電方式のマイクロ波加熱装置においては、加熱室のインピーダンスや反射電力の検知結果に基づいて、発振周波数の最適化を行い、加熱むらを調整して、より高い電力効率で動作させることは可能である。しかし、加熱室に対して１箇所からのマイクロ波電力の供給では、形状、種類、量の異なるさまざまな被加熱物に対して適切に加熱するには不十分であった。前述の従来のマイクロ波加熱装置の構成を複数箇所に給電部であるアンテナを有する複数給電方式に応用する場合、加熱室のインピーダンス検知のみでは、給電部間の透過電力の影響が把握できないため、検知誤差が大きくなるという課題を有している。【０００８】
複数箇所の給電部を同一発振周波数で動作させて、周波数を追尾する制御では、合成された電磁波の分布が固定化され、被加熱物の配置によっては最適な加熱条件を見つけることができず、形状、種類、量の異なるさまざまな被加熱物に対応するには不十分となっていた。【０００９】
また、従来のマイクロ波加熱装置では、複数の給電部であるアンテナからの放射電力比率や位相差を変化させるだけでは、形状、種類、量の異なるさまざまな被加熱物を所望の状態で適切に加熱することが難しく、効率の悪い加熱となるという課題を有している。【００１０】
また、複数箇所の給電部への発振周波数制御と位相差制御の全ての組み合わせの条件において、加熱室のインピーダンス検知、および反射電力の追尾を行って、最小の反射電力となる発振周波数を確認するには時間がかかりすぎるという課題も有している。【００１１】
本発明は、前記従来のマイクロ波加熱装置における課題を解決するものであり、被加熱物の配置状態を検知して、検知された被加熱物の配置状態に対応した最適な加熱条件をより早く、より精度高く決定して、決定した加熱条件に基づいて加熱動作を最適制御することを目的とする。本発明は、形状、種類、量の異なるさまざまな被加熱物を短時間で所望の状態に加熱することができ、同時に加熱室から給電部に戻るマイクロ波電力を低く抑えて効率の高い加熱動作を行うことができるマイクロ波加熱装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係る第１の態様のマイクロ波加熱装置は、
被加熱物を収容する加熱室と、
前記加熱室内に設けられ、前記被加熱物を載置する載置面を有する載置台と、
マイクロ波電力を発生させる発振部と、
前記発振部の出力を複数に分配する電力分配部と、
前記電力分配部の各出力を前記加熱室に給電し、前記加熱室壁面に配置された複数の給電部と、
前記電力分配部と前記給電部との間の伝送路に設けられ、前記電力分配部の少なくとも一方の出力位相を可変する位相可変部と、
前記加熱室から前記給電部に戻る反射電力を検出する複数の電力検出部と、
前記載置台上の前記被加熱物に対して、前記複数の給電部における２つの給電部の間を結ぶ直線の位置を相対的に移動させる移動機構部と、
前記発振部の発振周波数、前記位相可変部の出力位相、および前記移動機構部の移動位置を制御する制御部と、を備えるマイクロ波加熱装置であって、
前記制御部は、前記移動機構部により前記２つの給電部の間を結ぶ直線の位置を前記被加熱物に対して相対的に移動させて、前記位相可変部により制御されたマイクロ波電力を前記２つの給電部から前記加熱室に供給し、前記加熱室から前記２つの給電部に戻る反射電力が最小となるマイクロ波電力の位相差を検出することにより、前記載置台上の前記被加熱物の配置状態を検知するよう構成されている。このように構成された第１の態様のマイクロ波加熱装置は、被加熱物の配置状態を検知して、検知された被加熱物の配置状態に基づき最適な加熱条件をより早く、より精度高く決定することが可能となり、決定した加熱条件に基づいて加熱動作を最適制御することができる。この結果、第１の態様のマイクロ波加熱装置は、種類、量の異なるさまざまな被加熱物を短時間で所望の状態に加熱でき、同時に加熱室から戻るマイクロ波電力を低く抑えて効率の高い加熱動作を行うことができる。【００１３】
本発明に係る第２の態様のマイクロ波加熱装置において、前記第１の態様における前記制御部は、前記２つの給電部から前記加熱室に対して位相差を有するマイクロ波電力を供給して、前記加熱室から前記２つの給電部に戻る反射電力が最小となる位相差を検出することにより、前記２つの給電部の間を結ぶ直線を含む鉛直面における前記載置台上の前記被加熱物の配置状態を検知するよう構成されている。このように構成された第２の態様のマイクロ波加熱装置は、２つの給電部の間を結ぶ直線を含む鉛直面における載置台上の被加熱物に対して、反射電力が最小となる位相差の検出を行うことにより、被加熱物の配置状態を簡単に、精度高く行うことが可能となり、形状、種類、量の異なるさまざまな被加熱物に最適な加熱条件を短時間で精度高く検知することができる。【００１４】
本発明に係る第３の態様のマイクロ波加熱装置において、前記第２の態様における前記制御部は、前記載置台上の前記被加熱物に関して検知された配置状態に基づき、少なくとも前記給電部、前記位相可変部および前記移動機構部を制御するよう構成されている。このように構成された第３の態様のマイクロ波加熱装置は、決定された加熱条件に基づいて最適制御を行って、種類、量の異なるさまざまな被加熱物を短時間で所望の状態に加熱でき、同時に加熱室から戻るマイクロ波電力を低く抑えて効率の高い加熱動作を行うことができる。【００１５】
本発明に係る第４の態様のマイクロ波加熱装置において、前記第３の態様における前記載置台が回転可能に構成され、前記移動機構部が前記載置台を回転させたとき、前記２つの給電部の間を結ぶ直線を含む鉛直面を前記載置台上の前記被加熱物が通過するよう構成されている。このように構成された第４の態様のマイクロ波加熱装置は、２つの給電部の間を結ぶ直線を含む鉛直面における載置台上の被加熱物の配置状態を簡単に、精度高く検出することができ、形状、種類、量の異なるさまざまな被加熱物に対する最適な加熱条件を短時間で検知することができる。【００１６】
本発明に係る第５の態様のマイクロ波加熱装置は、前記第４の態様における前記２つの給電部において、一方が前記載置台の外周側に配置され、他方が前記載置台の中央側に配置されている。このように構成された第５の態様のマイクロ波加熱装置は、精度高く被加熱物の配置状態を検出することができ、形状、種類、量の異なるさまざまな被加熱物に最適な加熱条件を短時間で精度高く検知することができる。【００１７】
本発明に係る第６の態様のマイクロ波加熱装置は、前記第３の態様における前記複数の給電部において、少なくとも１つの給電部が前記移動機構に連結されて放射方向が回転可能に構成された回転給電部であり、他の給電部が前記回転給電部の放射方向に対向して配置された固定給電部であり、
マイクロ波電力が供給される２つの給電部における一方の給電部は、前記回転給電部となっている。このように構成された第６の態様のマイクロ波加熱装置は、移動機構部によりマイクロ波の放射を複数方向に移動させて反射電力を複数回検出することにより、被加熱物の配置状態をより精度高く検知することができ、形状、種類、量の異なるさまざまな被加熱物に対して最適な加熱条件を短時間で検知することができる。【００１８】
本発明に係る第７の態様のマイクロ波加熱装置において、前記第５の態様における前記制御部は、前記移動機構が前記載置台の回転を停止して、前記２つの給電部の間を結ぶ直線を含む鉛直面における前記載置台上の前記被加熱物の位置、数量および大きさを検知するよう構成されている。このように構成された第７の態様のマイクロ波加熱装置は、被加熱物が停止した状態で反射電力を検出することにより、精度高く被加熱物の配置状態を検知することができる。【００１９】
本発明に係る第８の態様のマイクロ波加熱装置において、前記第５の態様における前記制御部は、前記移動機構が前記載置台の回転を継続して、前記２つの給電部の間を結ぶ直線を含む鉛直面における前記載置台上の前記被加熱物の位置、数量および大きさを検知するよう構成されている。このように構成された第８の態様のマイクロ波加熱装置は、被加熱物の移動経路方向に対する反射電力の変動を連続的に把握することができる。【００２０】
本発明に係る第９の態様のマイクロ波加熱装置において、前記第３の態様における前記制御部は、加熱動作の初期段階において、前記載置台上の前記被加熱物の配置状態を検知して、少なくとも前記給電部、前記位相可変部および前記移動機構部を制御した後、本加熱動作を行うよう構成されている。このように構成された第９の態様のマイクロ波加熱装置は、検知された被加熱物の配置状態に対応した最適な加熱条件をより早く、より精度高く決定して、決定した加熱条件に基づいて加熱動作を最適制御することができる。【００２１】
本発明に係る第１０の態様のマイクロ波加熱装置において、前記第６の態様における前記制御部は、前記回転給電部と、前記回転給電部の放射方向に対向して配置された前記固定給電部に位相差が制御されたマイクロ波電力をそれぞれ供給して、前記マイクロ波電力が供給された前記回転給電部と前記固定給電部との間を結ぶ直線を含む鉛直面における前記載置台上の前記被加熱物の配置状態を検知するよう構成されている。このように構成された第１０の態様のマイクロ波加熱装置は、被加熱物の配置状態をより精度高く行うことができ、形状、種類、量の異なるさまざまな被加熱物に対して最適な加熱条件を短時間で検知することができる。【００２２】
本発明に係る第１１の態様のマイクロ波加熱装置において、前記第６の態様における前記固定給電部は前記回転給電部を中心とした放射状の位置に等間隔で配置されており、
前記制御部は、前記回転給電部の放射方向を回転させて、前記載置台上の前記被加熱物の配置状態を検知するよう構成されている。このように構成された第１１の態様のマイクロ波加熱装置は、回転給電部の回転によりマイクロ波の放射を複数方向に移動させて反射電力を複数回検出することにより、被加熱物の配置状態をより連続的に把握することができ、形状、種類、量の異なるさまざまな被加熱物に最適な加熱条件を短時間で検知することができる。【００２３】
本発明に係る第１２の態様のマイクロ波加熱装置において、前記第１１の態様における前記制御部は、前記回転給電部の放射方向を前記固定給電部に対向する位置で順次停止して、前記載置台上の前記被加熱物の配置状態を検知するよう構成されている。このように構成された第１２の態様のマイクロ波加熱装置は、被加熱物の移動経路方向に対する反射電力の変動を精度よく把握することができ、大きさや個数など被加熱物のより詳細な情報を検知することができ、形状、種類、量の異なるさまざまな被加熱物に適した加熱条件を短時間で決定することができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明のマイクロ波加熱装置は、加熱室内の被加熱物の配置状態を正確に検知して、検知された被加熱物の配置状態に対応した最適な加熱条件をより早く、より精度高く決定して、決定した加熱条件に基づいて加熱動作を最適制御することができる。この結果、本発明によれば、形状、種類、量の異なるさまざまな被加熱物を短時間で所望の状態に確実に加熱することができ、同時に加熱室から給電部に戻るマイクロ波電力を低く抑えて効率の高い加熱動作を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明に係る実施の形態１のマイクロ波加熱装置におけるマイクロ波発生部の構成を示すブロック図
【図２】本発明に係る実施の形態１のマイクロ波加熱装置におけるマイクロ波の伝播図
【図３】本発明に係る実施の形態１のマイクロ波加熱装置における位相差を有するマイクロ波の伝播図
【図４】本発明に係る実施の形態１のマイクロ波加熱装置における給電部の配置図
【図５】本発明に係る実施の形態２のマイクロ波加熱装置における負荷状態検出動作を示すメインフローを示すフローチャート
【図６】本発明に係る実施の形態２のマイクロ波加熱装置における位相特性の検出処理を示すフローチャート
【図７】本発明に係る実施の形態２のマイクロ波加熱装置における負荷状態の推定処理を示すフローチャート
【図８】本発明に係る実施の形態３のマイクロ波加熱装置における加熱室内の給電部と載置台を示した概略構成図
【図９】本発明に係る実施の形態３のマイクロ波加熱装置における加熱室内の給電部の構成を示す平面図
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明のマイクロ波加熱装置に係る好適な実施の形態について、添付の図面を参照しつつ説明する。なお、以下の実施の形態のマイクロ波加熱装置においては電子レンジについて説明するが、電子レンジは例示であり、本発明のマイクロ波加熱装置としては電子レンジに限定されるものではなく、誘電加熱を利用した加熱装置、生ゴミ処理機、あるいは半導体製造装置などのマイクロ波加熱装置を含むものである。また、本発明は、以下の実施の形態の具体的な構成に限定されるものではなく、同様の技術的思想に基づく構成を含むものである。
【００２７】
（実施の形態１）
図１は、本発明に係る実施の形態１のマイクロ波加熱装置におけるマイクロ波発生部の構成を示すブロック図である。
【００２８】
図１において、実施の形態１のマイクロ波加熱装置におけるマイクロ波発生部は、半導体素子を用いて構成された発振部１、発振部１の出力を２分配する電力分配部２、電力分配部２の各出力を増幅する半導体素子を用いて構成した増幅部４ａ，４ｂ、および増幅部４ａ，４ｂによって増幅されたマイクロ波電力を加熱室８内に供給するアンテナである給電部５ａ，５ｂを備えている。また、マイクロ波発生部には、電力分配部２とそれぞれの増幅部４ａ，４ｂとを接続する各マイクロ波伝播路に挿入され、入出力間に任意の位相差を発生させる位相可変部３ａ，３ｂと、増幅部４ａ，４ｂと給電部５ａ，５ｂとを接続する各マイクロ波伝播路に挿入され、加熱室８から各給電部５ａ，５ｂに戻ってくるマイクロ波電力を検出する電力検出部６ａ，６ｂと、電力検出部６ａ，６ｂによって検出された反射電力に応じて発振部１の発振周波数と位相可変部３ａ，３ｂの出力位相とを制御する制御部７が設けられている。
【００２９】
なお、実施の形態１のマイクロ波加熱装置には、被加熱物１０を出し入れするために開閉する扉（図示省略）が加熱室８を構成する一壁面に設けられている。加熱室８において、扉を設けた壁面以外の壁面は、金属材料の遮蔽板で構成されており、加熱室８内に放射されたマイクロ波を加熱室８内に閉じ込めるよう構成されている。
【００３０】
加熱室８の内部には被加熱物１０を載置するための載置台であるターンテーブル９が設けられている。ターンテーブル９は、被加熱物１０を載置する載置面が水平面となるよう加熱室８内に設けられている。ターンテーブル９の中心にはモータ１３の駆動軸が連結されており、ターンテーブル９は載置面が水平状態で回転するよう構成されている。２箇所の給電部５ａ，５ｂは、同じ仕様を有して、ターンテーブル９の載置面と実質的に平行な面上に配置されている。実施の形態１においては、一方の給電部５ａがターンテーブル９の外周側の下方に配置され、他方の給電部５ｂがターンテーブル９の回転中心近傍の下方に配置されている。
【００３１】
実施の形態１のマイクロ波加熱装置は、加熱中においてモータ１３を駆動することにより、ターンテーブル９が回転し、ターンテーブル９上の被加熱物１０が加熱室８内を移動して、被加熱物１０における加熱むらを軽減できる構成を有している。実施の形態１においては、モータ１３が給電部５ａ，５ｂの間を結ぶ直線の位置に対してターンテーブル９上の被加熱物１０を相対的に移動させる移動機構部に相当する。
【００３２】
以上のように構成された実施の形態１のマイクロ波加熱装置における動作について以下説明する。
被加熱物１０がターンテーブル９上に載置されて加熱室８内に収納され、使用者は当該被加熱物１０に関する加熱設定内容を操作部（図示省略）において入力する。操作部において加熱設定内容が入力されると、操作部は加熱開始信号をマイクロ波発生部に出力して、加熱動作が開始される。
【００３３】
実施の形態１のマイクロ波加熱装置においては、加熱動作の初期段階において、すなわち当該被加熱物１０に対する実際のマイクロ波加熱を行う本加熱動作の前の段階において、加熱室内の被加熱物の配置状態を検出する負荷状態検出動作を行う。まず、この負荷状態検出動作について説明する。
操作部から加熱開始信号を受けた制御部７は、駆動電源（図示省略）を動作させて、発振部１に電力を供給する。
【００３４】
この時、発振部１の周波数が、例えば２４５０ＭＨｚに設定される電圧信号が駆動電源から発振部１に供給されて、発振部１は発振を開始する。発振部１の出力は電力分配部２にて略１／２に分配され、２つのマイクロ波電力となる。以降、制御部７は駆動電源を制御して増幅部４ａ，４ｂを動作させる。なお、この負荷状態検出動作において、各増幅部４ａ，４ｂから出力されるマイクロ波電力は、定格電力より小さい電力、例えば１００Ｗに設定される。
【００３５】
並列動作する増幅部４ａ，４ｂから出力されたそれぞれのマイクロ波電力は、電力検出部６ａ，６ｂ、給電部５ａ，５ｂを経て加熱室８内に供給される。加熱室８内へ供給されたマイクロ波電力の内、被加熱物１０などに吸収されなかったマイクロ波電力（反射電力）は、加熱室８から給電部５ａ，５ｂ側に戻る。
【００３６】
給電部５ａ，５ｂのそれぞれに戻ってきた反射電力は、各電力検出部６ａ，６ｂにおいて検出される。電力検出部６ａ，６ｂは、検出された反射電力量に比例した検出信号を制御部７に送信する。制御部７は、電力検出部６ａ，６ｂからの検出信号に基づき各給電部５ａ，５ｂに戻ってきた反射電力量を検知する。
【００３７】
上記の反射電力量の検知動作は、被加熱物１０がターンテーブル９に載置された状態において、ターンテーブル９の所定の回転角度毎、例えば１０度毎に行われる。制御部７は、反射電力量の検出動作において、最小の反射電力量を示した回転角度のターンテーブル９の位置を検知することができる（回転角度の検出動作）。
【００３８】
また、制御部７は、負荷状態検出動作において、２箇所の給電部５ａ，５ｂから加熱室８に供給された位相の異なるマイクロ波電力に対する反射電力を検知している。位相の異なるマイクロ波電力に対する反射電力の検知動作は、各マイクロ波伝搬路に設けた位相可変部３ａ，３ｂにより位相差を０度から３６０度までの範囲において１０度ピッチ毎に変化させて行っている。１０度ピッチ毎の位相差を有するマイクロ波電力が給電部５ａ，５ｂから加熱室８に供給されたとき、加熱室８から給電部５ａ，５ｂ側に戻ってくる反射電力量が電力検出部６ａ，６ｂにより検出される。制御部７は、電力検出部６ａ，６ｂからの検出信号に基づき、１０度ピッチ毎の位相差を有する２つのマイクロ波電力に対する反射電力量（位相特性）を検出する（位相特性の検出動作）。
【００３９】
上記の位相特性の検出動作は、被加熱物１０がターンテーブル９に載置された状態において、前述の回転角度の検出動作により検出された回転角度のターンテーブル９の位置で行われる。なお、位相特性の検出動作は、回転角度の検出動作における所定回転角度毎、例えば１０度毎に交互に行ってもよい。
制御部７は、前述の位相特性の検出動作において検出した反射電力量が最小となる位相差に基づいて、被加熱物１０の配置状態（位置など）を検知することができる。
【００４０】
実施の形態１においては、上記のように本加熱動作を開始する前に、ターンテーブル９上における被加熱物１０の配置状態を検知し、その検知結果に基づき、当該被加熱物１０の加熱に適した給電状態を選択して、最適加熱条件の確定を行う。この結果、実施の形態１のマイクロ波加熱装置は、形状、種類、量の異なるさまざまな被加熱物を短時間で所望の状態に加熱することができるとともに、同時に加熱室８から戻るマイクロ波電力を低く抑えて、効率の高い加熱動作を行うことができる。
【００４１】
次に、位相差と被加熱物１０の配置状態との関係について説明する。図２は、実施の形態１のマイクロ波加熱装置におけるマイクロ波の伝播図である。
図２に示すように、２箇所の給電部５ａ，５ｂから放射されたマイクロ波は、円弧状の線で示す電波伝播１１ａ，１１ｂのように放射状に広がってゆく。加熱室８の壁面ではマイクロ波が反射するため、電波伝播１１ａ，１１ｂの広がりは複雑になる。しかし、加熱室８の壁面での反射を経て被加熱物１０に到達するマイクロ波は、伝播経路が長くて電力が小さくなる。このため、被加熱物１０が吸収するマイクロ波電力を考える場合には、給電部５ａ，５ｂから被加熱物１０に直接吸収されるマイクロ波の伝播経路が支配的になる。
【００４２】
図２に示すように、給電部５ａ，５ｂから放射されたマイクロ波が同位相である場合には、電波伝播１１ａ，１１ｂが重なる同相干渉領域１２では、マイクロ波電力がほぼ合算される。したがって、２つの給電部５ａ，５ｂの間に形成される同相干渉領域１２（Ａ）に被加熱物１０が配置されると、強く加熱され、反射電力は小さくなる。
【００４３】
図３は、実施の形態１のマイクロ波加熱装置におけるマイクロ波の伝播図であり、２つの給電部５ａ，５ｂから位相差を有するマイクロ波が放射された場合である。図３に示すように、位相差を有して放射されたマイクロ波は、電波伝播１１ａ，１１ｂに示すように放射状に広がってゆく。マイクロ波放射時の位相差により電波伝播１１ａ，１１ｂが同位相で重なる同相干渉領域１２は、図２に示した同相干渉領域１２の位置から移動している。
【００４４】
以上のように、２箇所の給電部５ａ，５ｂから放射されるマイクロ波の位相差を変化させることにより、同相干渉領域１２（Ａ）を給電部５ａ，５ｂの間の所望の位置に移動させることができる。したがって、２箇所の給電部５ａ，５ｂから放射されるマイクロ波の位相差を順次変化させることにより、反射電力が最小となる位相差を検出して、２つの給電部５ａ，５ｂの位置の間を結ぶ直線上における被加熱物１０の位置を検知することが可能となる。
【００４５】
図４は、実施の形態１のマイクロ波加熱装置における給電部５ａ，５ｂの配置図である。図４に示すように、２つの給電部５ａ，５ｂは、加熱室８の内部の載置台であるターンテーブル９の回転中心Ｐを含む直線上に配置されている。給電部５ａ，５ｂは、図１に示したように、ターンテーブル９の下側に配置されており、一方の給電部５ａがターンテーブル９の円周部分（外周側）の下方であり、他方の給電部５ｂがターンテーブル９の回転中心Ｐの近傍（中央側）の直下である。また、給電部５ａ，５ｂは同じ水平面上に配置される。ターンテーブル９に載置された被加熱物１０がモータ１３を駆動することにより、ターンテーブル９が回転して被加熱物１０が回転移動する。２つの給電部５ａ，５ｂの間を結ぶ直線１５を含む鉛直面をターンテーブル９上の被加熱物１０の移動軌跡が通るように、２つの給電部５ａ，５ｂが加熱室８内に配置されている。
【００４６】
前述のように、２つの給電部５ａ，５ｂからの位相差を変更したマイクロ波給電により、被加熱物１０の位置を検知できる範囲は、２つの給電部５ａ，５ｂの間を結ぶ直線１５の上方となるターンテーブル９の位置である。すなわち、被加熱物１０の位置を検知できる範囲は、ターンテーブル９上において、給電部５ａ，５ｂ間の鉛直上方の位置である。
【００４７】
ターンテーブル９を回転して被加熱物１０を移動させながら、２つの給電部５ａ，５ｂに戻ってきた反射電力を電力検出部６ａ，６ｂにより検出することにより、被加熱物１０が給電部５ａ，５ｂの間を結ぶ直線１５の上方（鉛直面）を横切るとき、反射電力は小さくなる。反射電力が小さくなったときのターンテーブル９の回転位置と、位相差に基づいて、ターンテーブル９上における被加熱物１０の配置状態を検知することができる。
【００４８】
実施の形態１のマイクロ波加熱装置においては、２つの給電部５ａ，５ｂの反射電力が最小となる回転位置でターンテーブル９を停止し、さらに反射電力が最小となる給電部５ａ，５ｂから供給されたマイクロ波の位相差を検出することにより、被加熱物１０のターンテーブル９上の配置状態を検知することができる。
上記のように検知された被加熱物１０のターンテーブル９上の配置状態に基づき、適切な加熱条件が決定されて、給電部５ａ，５ｂから所望のマイクロ波電力が加熱室８に供給される。
【００４９】
なお、実施の形態１のマイクロ波加熱装置においては、発振部１における発振周波数を確定する発振周波数検出動作が実行されている。発振周波数検出動作においては、制御部７が発振部１を制御して反射電力に対する周波数特性を検出し、電力検出部６ａ，６ｂが検知する反射電力が最小となる発振周波数を抽出している。この抽出動作において発振周波数を確定して、その確定した発振周波数にて本加熱動作が行われる。この発振周波数検出動作においては、制御部７が、発振部１の発振周波数を、例えば２４００ＭＨｚから１ＭＨｚピッチで周波数可変範囲の上限である２５００ＭＨｚに到達するまで動作させて、反射電力が最小となる発振周波数を確定している。
【００５０】
実施の形態１のマイクロ波加熱装置において、ターンテーブル９上の被加熱物１０が複数載置された場合には、当該被加熱物１０が給電部５ａ，５ｂの間を結ぶ直線１５の上方（鉛直面）を横切ることにより、反射電力の極小値が複数検出される。このため、反射電力が極小となる回数に基づいて、制御部７は被加熱物１０の数量を検知することができる。
【００５１】
実施の形態１のマイクロ波加熱装置においては、ターンテーブル９上の被加熱物１０の配置状態を、ターンテーブル９の所定の回転角度毎における最小の反射電力を検出して、所望の回転角度を確定し、その回転角度において最小の反射電力となるマイクロ波の位相特性を検出して被加熱物１０の位置を特定していた。しかし、本発明はこのような検出動作に特定されるものではない。例えば、ターンテーブル９の所定の回転角度毎に位相特性検出を行って、より精度の高い負荷状態検出動作を行ってもよい。また、上記のように所定の回転角度毎に位相特性の検出を行う場合において、検出された反射電力が閾値以下の値となったとき、そのときの検出位置に被加熱物１０が配置されていると推定し、本加熱動作を開始してもよい。このように構成することにより、より短時間で被加熱物１０の配置状態を確定して、本加熱動作を開始することが可能となる。
【００５２】
なお、実施の形態１の構成においては、電力分配部２の各出力に位相可変部３ａ，３ｂを設けた例で説明したが、位相可変部としてはいずれか一方の出力に接続されていれば、位相差の変更は可能である。
【００５３】
実施の形態１のマイクロ波加熱装置において、制御部７は、ターンテーブル９上の被加熱物１０の配置状態に基づき、少なくとも給電部５ａ，５ｂ、位相可変部３ａ，３ｂおよび移動機構部であるモータ１３を制御して、当該被加熱物１０に対する最適な加熱条件でマイクロ波加熱動作を行っている。なお、加熱条件に応じて、制御部７は、発振部１の発振周波数の制御、および増幅部４ａ，４ｂの出力調整が行われる。
【００５４】
実施の形態１のマイクロ波加熱装置においては、制御部７がターンテーブル９を所定回転角度毎に停止して、２つの給電部５ａ、５Ｂの間を結ぶ直線上（鉛直面）となるターンテーブル９上の被加熱物１０の配置状態を検知する構成例で説明したが、ターンテーブル９の回転を継続した状態で被加熱物１０の配置状態を検知することも可能である。すなわち、ターンテーブル９が回転している状態において、ターンテーブル９の回転角度の検出動作、および位相特性の検出動作を順次交互に実行される。この結果、負荷状態検出動作の動作時間が短くなり、結果的に加熱時間の短縮を図ることができる。
【００５５】
実施の形態１のマイクロ波加熱装置においては、加熱動作の初期段階において、負荷状態検出動作を行い、ターンテーブル９上の被加熱物１０の配置状態を検知して、その検知結果に基づき本加熱動作を行うよう構成したが、加熱条件に応じた本加熱動作に行いつつ負荷状態検出動作（回転角度の検出動作および位相特性の検出動作）を行うことも可能である。
【００５６】
上記のように、実施の形態１のマイクロ波加熱装置は、負荷状態検出動作を行うことにより、被加熱物１０の配置状態を正確に検知することができ、被加熱部１０に対して、常に効率高く所望のマイクロ波加熱を実行することができる。
【００５７】
（実施の形態２）
以下、本発明に係る実施の形態２のマイクロ波加熱装置について説明する。実施の形態２のマイクロ波加熱装置は、前述の実施の形態１のマイクロ波加熱装置と異なる点は、マイクロ波発生部において実行される負荷状態検出動作であり、基本的な構成は実施の形態１のマイクロ波加熱装置と同じである。図５から図７は実施の形態２のマイクロ波加熱装置における負荷状態検出動作を示すフローチャートである。
【００５８】
以下の実施の形態２の説明においては、実施の形態１のマイクロ波加熱装置における構成要素と同じ機能、構成を有するものには同じ符号を付し、その詳細な説明は実施の形態１の説明を適用する。
実施の形態２のマイクロ波加熱装置は、前述の図１に示した実施の形態１のマイクロ波加熱装置におけるマイクロ発生部と同じ構成のマイクロ波発生部を備えている。以下、実施の形態２のマイクロ波加熱装置におけるマイクロ波発生部で実行される負荷状態検出動作を含む加熱動作について図５から図７のフローチャートを用いて説明する。
【００５９】
［加熱動作］
図５は負荷状態検出動作を示すメインフローを示すフローチャートである。図５のフローチャートに示すように、操作部からの加熱設定内容（加熱開始信号）により加熱動作が開始される。
ステップ１０１においては、発振部１の周波数が、所定の発振周波数、例えば２４５０ＭＨｚに設定されて、発振部１は発振を開始する。
ステップ１０２においては、ターンテーブル９の位置合わせが行われる。すなわち、ターンテーブル９は初期位置に設定される。
【００６０】
ステップ１０３においては後述する位相特性の検出処理が実行される。この位相特性の検出処理においては、ターンテーブル９を回転停止した状態で２つの給電部５ａ，５ｂから位相を変化させたマイクロ波電力を加熱室８に供給して、反射電力の検出を行っている。
ステップ１０４において、前段の位相特性の検出結果が記録される。ステップ１０４における記録は、ターンテーブル９の回転角度毎の位相特性が記録される。
【００６１】
ステップ１０５においては、ターンテーブル９が１回転してターンテーブル９における載置面の全体における位相特性の検出が終了したか否かが判定される。ターンテーブル９がまだ１回転していない場合には、ステップ１０６において一定角度だけターンテーブル９を回転させて、次の位相特性の検出処理を実行する。
ステップ１０５において、ターンテーブル９が１回転したことを検出した場合には、ステップ１０７において、後述する負荷状態の推定処理を実行する。負荷状態の推定処理によりターンテーブル９上の被加熱物に関する位置、数量、大きさが検知される。
【００６２】
実施の形態２においては、前記のステップ１０１からステップ１０７までが負荷状態検出動作である。
ステップ１０８においては、発振周波数検出処理が実行される。この発振周波数検出処理においては、反射電力が最小となる発振部１の発振周波数を検出する処理であり、発振部１の発振周波数を２４００ｋＨｚから２５００ｋＨｚの周波数領域をスイープして検出する。この発振周波数検出処理においては、前段の負荷状態の推定処理における検知結果に基づいて、ターンテーブル９の最適な回転角度、およびマイクロ波電力の位相差に設定される。
【００６３】
ステップ１０９において、負荷状態の推定処理および周波数検出処理の検知結果に基づいて、当該被加熱物１０に対する最適加熱条件が決定され、その最適加熱条件により本加熱動作が開始される。
【００６４】
［位相特性の検出処理］
図６は、前述のメインフロー（図５参照）においてステップ１０３において実行される位相特性の検出処理を示すフローチャートである。
ステップ２０１において、２箇所の給電部５ａ，５ｂから放射されるマイクロ波電力の位相差を初期値として０度に設定する。すなわち、同じ位相のマイクロ波電力を２つの給電部５ａ，５ｂから加熱室８に供給して、２つの給電部５ａ，５ｂの間の中間位置に同相干渉領域（図２における同相干渉領域１２（Ａ）参照）を形成する。
【００６５】
ステップ２０２において、加熱室８から２つの給電部５ａ，５ｃが受け取った反射電力値を測定する。
ステップ２０３において、位相差が０度（初期値）のときの測定された反射電力値を記録する。上記のステップ２０２およびステップ２０３における反射電力値の測定は、位相差を一定値、例えば１０度毎ずらして行われる。その測定範囲は位相差が０度から３６０度の範囲である。０度から３６０度の範囲の反射電力値の測定のルーティンはステップ２０２からステップ２０５までのステップを繰り返すことにより実行される。
ステップ２０４において、位相差が３６０度であると判定されたとき、この位相特性の検出処理が終了し、図５に示したステップ１０４へ移行する。
【００６６】
［負荷状態の推定処理］
図７は、前述のメインフロー（図５参照）においてステップ１０７において実行される負荷状態の推定処理を示すフローチャートである。
ステップ３０１において、ターンテーブル９の回転角度が初期値のときの位相特性の検出結果を参照する。
【００６７】
ステップ３０２では、ターンテーブル９の回転角度が初期値のときにおいて、反射電力値が閾値以下となる位相差の範囲を求める。ここで、閾値としては加熱室８に供給されたマイクロ波電力に対する反射電力の比率が用いられており、例えば５０％以下の比率のとき、負荷である被加熱物１０が該当位置に存在すると判定される。
【００６８】
ステップ３０２において求められた位相差の範囲は、負荷位置、即ちターンテーブル９上の被加熱物１０の位置として記録される（ステップ３０３）。ステップ３０２およびステップ３０３における負荷の存在の判定、および負荷位置の記録は、ターンテーブル９が１回転完了するまで実行される。
【００６９】
ステップ３０４において、参照しているターンテーブル９の回転角度が１回転完了しているか否かが判定される。
ステップ３０４において、参照しているターンテーブル９の回転角度が１回転完了していなければ、ステップ３０５に移行する。ステップ３０５においては、前回の回転角度のターンテーブル９上の負荷位置と今回の回転角度のターンテーブル９上の負荷位置が連続的であるか否かが判定される。すなわち、前回の回転角度のときの反射電力値が閾値以下となる位相差の範囲と、今回の回転角度のときの同様の位相差の範囲が連続しているか否かが判定される。
【００７０】
ステップ３０５において、負荷位置が連続的でないと判定されたときには、ステップ３０７において、今回の回転角度の負荷位置は、別の負荷（被加熱物）の位置を示しているとして記録される。
【００７１】
一方、ステップ３０５において、負荷位置が連続的である判定されたときには、ステップ３０６において今回の回転角度で検出された負荷（被加熱物）は、前回の回転角度の負荷（被加熱物）と同じものであるとして記録される。
ステップ３０８においては、ターンテーブル９の次の回転角度に関する位相特性の検出結果を参照して、ステップ３０２へ移行する。
【００７２】
ステップ３０４において、参照しているターンテーブル９の回転角度が１回転完了していれば、ステップ３０９に移行する。ステップ３０９においては、記録された負荷位置に基づき、ターンテーブル９上の負荷範囲を求めて、負荷（被加熱物）の配置状態、すなわち負荷の位置、数量、および負荷毎の大きさを判定する。
ステップ３１０においては、負荷（被加熱物）の数量、位置、および負荷毎の大きさを確定して、その確定した情報が記録される。
【００７３】
上記のように、実施の形態２のマイクロ波加熱装置は、負荷状態検出動作を行うことにより、被加熱物１０の配置状態、すなわち被加熱物１０のターンテーブル９上の位置、数量、大きさを確定することができ、ターンテーブル９上の被加熱部１０に対して、常に効率高く所望のマイクロ波加熱を実行することができる。
【００７４】
（実施の形態３）
以下、本発明に係る実施の形態３のマイクロ波加熱装置について説明する。実施の形態３のマイクロ波加熱装置において、前述の実施の形態１のマイクロ波加熱装置と異なる点は、給電部と載置台の構成、およびマイクロ波発生部において実行される負荷状態検出動作である。実施の形態３のマイクロ波加熱装置における、その他の基本的な構成は、前述の実施の形態１のマイクロ波加熱装置と同じである。図８は実施の形態３のマイクロ波加熱装置における加熱室内の給電部と載置台を示した概略構成図である。図９は実施の形態３のマイクロ波加熱装置における加熱室内の給電部の構成を示す平面図である。
【００７５】
以下の実施の形態３の説明においては、実施の形態１のマイクロ波加熱装置における構成要素と同じ機能、構成を有するものには同じ符号を付し、その詳細な説明は実施の形態１の説明を適用する。
【００７６】
実施の形態３のマイクロ波加熱装置におけるマイクロ波発生部は、前述の図１に示した実施の形態１のマイクロ波加熱装置におけるマイクロ波発生部と同様の構成を備えている。ただし、実施の形態３のマイクロ波加熱装置においては、３個以上の給電部を加熱室内に備えているため、マイクロ波発生部は、給電部の数に応じて複数の電力分配部、位相可変部、増幅部、および電力検出部が設けられている。
【００７７】
図８に示すように、実施の形態３のマイクロ波加熱装置においては、被加熱物１０の載置台として棚１４が加熱室８内に設けられている。棚１４の載置面は水平面となるよう配置されており、棚１４の載置面上に被加熱物１０が配置される。
【００７８】
実施の形態３のマイクロ波加熱装置においては、複数の給電部５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄが棚１４の下側に配置されている。これらの給電部５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄは加熱室８に固定されており、以後の説明においては固定給電部５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄと称す。また、棚１４の載置面の中心位置の直下には、放射方向を水平面内に回転させることができるアンテナとしての給電部である回転給電部１６が設けられている。
【００７９】
図９に示すように、実施の形態３のマイクロ波加熱装置では、４つのアンテナである給電部５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄが、棚１４の下側の領域において、加熱室８の底面における四隅に設けられている。また、別のアンテナである給電部としての回転給電部１６は、加熱室８の底面における略中心位置に配置されている。回転給電部１６の放射方向は各固定給電部５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄの方向に向くよう回転可能に設けられている。すなわち、固定給電部５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄは回転給電部１６を中心とした放射状の位置に等間隔で配置されている。固定給電部５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄおよび回転給電部１６は、棚１４の載置面と実質的に平行な面上に配置されている。実施の形態３においては、モータ１３により回転給電部１６の放射方向を回転させ、固定給電部５ａ，５ｂ，５ｃ，又は５ｄと組合せることで、給電部の間を結ぶ直線の位置１５を棚１４上の被加熱物１０に対して相対的に移動させることができる。
実施の形態３においては、モータ１３が棚１４上の被加熱物１０に対して回転給電部１６と固定給電部５ａ，５ｂ，５ｃ，又は５ｄの間を結ぶ直線の位置を相対的に移動させる移動機構部に相当する。
【００８０】
実施の形態３のマイクロ波加熱装置において加熱動作を行うときは、固定給電部５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄにおけるいずれか１つの固定給電部が選択され、選択された固定給電部と中心にある回転給電部１６からマイクロ波電力が加熱室８内に放射されるよう構成されている。
【００８１】
実施の形態３のマイクロ波加熱装置においては、前述の実施の形態１の構成と同様に、固定給電部５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄのいずれか１つの固定給電部、および回転給電部１６のそれぞれに供給されるマイクロ波は、位相可変部において任意の位相差を発生させることができるよう構成されている。また、加熱室８から固定給電部５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄおよび回転給電部１６に戻ってくる反射電力は、電力検出部において検出される。
【００８２】
モータ１３が駆動されることにより、回転給電部１６が回転して、マイクロ波放射方向を移動させている。このように、回転給電部１６のマイクロ波放射方向を移動させることにより、加熱室８内に配置された棚１４上の被加熱物１０の加熱むらが軽減されている。
【００８３】
実施の形態３のマイクロ波加熱装置においては、前述の実施の形態１における負荷状態検出動作と同様の負荷状態検出動作が行われる。
実施の形態３における負荷状態検出動作は、加熱室８の略中心にある回転給電部１６を回転して実行される。回転給電部１６のマイクロ波放射方向を、例えば固定給電部５ａの方向（図９における左下方向）として、回転給電部１６と固定給電部５ａの組合せで反射電力を最小にする位相差の検出を行う。この位相特性の検出処理により、２箇所の給電部５ａ，１６の間を結ぶ直線１５の上方（鉛直面）における被加熱物１０の配置状態を検知することができる。
【００８４】
次に、回転給電部１６を回転させて、例えばマイクロ波放射方向を別の固定給電部５ｂの方向（図９における右下方向）として、回転給電部１６と固定給電部５ｂの組合せで反射電力を最小にする位相差の検出を行う。この位相特性の検出処理により、２箇所の給電部５ｂ，１６の間を結ぶ直線の上方（鉛直面）における被加熱物１０の配置状態を検知することができる。同様に、回転給電部１６を順次回転させて、回転給電部１６と、給電部５ｃ又は５ｄとの間の被加熱物１０の配置状態を検知する。
【００８５】
上記のように、実施の形態３のマイクロ波加熱装置においては、加熱室８の底面の略中心位置、すなわち棚１４の載置面の中心の直下にある回転給電部１６からのマイクロ波放射の方向を、被加熱物１０の載置面と平行な面内で回転させることにより、負荷状態検出動作を行っている。この負荷状態検出動作においては、回転給電部１６と、その放射方向にある固定給電部５ａ，５ｂ，５ｃ又は５ｄとの組合せにより、反射電力を最小にする位相差の検出を順次行っている。このように反射電力が最小となる位相差の検出（位相特性の検出処理）を行うことにより、載置台である棚１４（載置面）上の被加熱物の配置状態を正確に検知することができる。
【００８６】
実施の形態３のマイクロ波加熱装置においては、前述の実施の形態１において説明した位相検出動作および周波数検出動作を行って、被加熱物１０に対する最適加熱条件を確定して本加熱動作を行うよう構成されている。
【００８７】
上記のように、実施の形態３のマイクロ波加熱装置は、負荷状態検出動作を行うことにより、被加熱物１０の配置状態を決定することができ、被加熱部１０に対して、常に効率高く所望のマイクロ波加熱を実行することができる。
【００８８】
なお、負荷状態検出動作において、回転給電部１６を回転させながら、マイクロ波の放射方向に対向する固定給電部が励起されるよう順次切り替え、当該固定給電部に対してマイクロ波の供給を行うよう構成してもよい。このように、マイクロ波の放射方向に対向する給電部に順次切替えて、回転給電部１６の回転動作中において、反射電力の検出を行うと、被加熱物１０が配置されている位置に近い給電部の反射電力が小さくなり、回転方向の被加熱物１０の配置を短時間で推測することが可能となる。
【００８９】
また、実施の形態３の構成においては、加熱室８の底面の略中心位置に回転給電部１６を設け、加熱室８の底面の四隅に固定給電部５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄを設けた構成を説明したが、加熱室８内に設ける固定給電部は４箇所に限定されるものではない。回転給電部１６を中心とした放射状の位置に等間隔でより多くの固定給電部を配設することにより、被加熱物の配置状態をより正確に検知することが可能となる。
【００９０】
前述の各実施の形態においては、本加熱動作の前段階において、加熱室内の被加熱物の配置状態を検出する負荷状態検出動作を行う構成について説明したが、本加熱動作と同時に負荷状態検出動作を行うよう構成することも可能である。操作部から加熱開始信号を受けた制御部は、操作部において設定された加熱設定内容に基づき本加熱動作を開始すると共に、負荷状態検出動作を同時に行い反射電力が最小となる最適加熱条件を確定する。最適加熱条件が確定されると、その最適加熱条件に応じたマイクロ波加熱動作が実行される。このように、本加熱動作と同時に負荷状態検出動作を行うことにより、加熱時間の短縮を図ることが可能となる。
なお、前述の各実施の形態における説明では、給電部の組み合わせを加熱室の１壁面（底面）に設置した例で説明したが、複数の壁面に配置して構成することも可能である。
【００９１】
以上のように、本発明のマイクロ波加熱装置においては、被加熱物の配置状態を検知することにより最適な加熱条件を確定して、その最適な加熱条件に応じたマイクロ波加熱動作を行うことにより、形状、種類、量の異なるさまざまな被加熱物を短時間で所望の状態に加熱することができ、同時に加熱室から給電部に戻るマイクロ波電力を低く抑えて、効率の高いマイクロ波加熱動作を行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００９２】
本発明のマイクロ波加熱装置は、負荷状態検出動作を行うことにより、形状、種類、量の異なるさまざまな被加熱物に対して最適な加熱条件でマイクロ波加熱を行うことができため、電子レンジで代表されるような誘電加熱を利用した加熱装置、生ゴミ処理機、或いは半導体製造装置であるプラズマ電源のマイクロ波電源などの各種用途において有用である。
【符号の説明】
【００９３】
１  発振部
２  電力分配部
３ａ，３ｂ  位相可変部
４ａ，４ｂ  増幅部
５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ  給電部
６ａ，６ｂ  電力検出部
７  制御部
８  加熱室
９  ターンテーブル
１０  被加熱物
１３  モータ
１４  棚
１６  回転給電部
【図１】
2011114711.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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2011114711.tif 000013
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